2012 Fiscal Year Research-status Report
低分子化合物を用いた揺らぎの制御によるプリオン蛋白質の構造変換抑制
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24570180
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
鎌足 雄司 岐阜大学, 生命科学総合研究支援センター, 助教 (70342772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑田 一夫 岐阜大学, 連合創薬医療情報研究科, 教授 (00170142)
赤坂 一之 近畿大学, 先端技術総合研究所, 教授 (50025368)
織田 昌幸 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (20318231)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | プリオン蛋白質 / プリオン病 / 抗プリオン化合物 / 創薬 / 揺らぎ / 高圧 / 準安定状態 |
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| Research Abstract |
本研究は、プリオン構造変換を制御しうる広範囲な化合物群を用いてプリオン蛋白質(PrP)の構造変換に重要な揺らぎを同定すること、さらにPrP以外の蛋白質へも対象を広げることにより、揺らぎにより出現する準安定状態の存在と蛋白質機能発現の関係の解明、低分子化合物による蛋白質の揺らぎの制御技術を確立することを目的としている。
本年度、我々は広範囲な抗プリオン化合物群に対して、正常型プリオン蛋白質(PrPC)との相互作用機構を調べ、抗プリオン化合物の分類を行った。そして、抗プリオン化合物には4種類の作用機構があることを明らかにした(Kamatari et al., Protein Sci. 22, 22, 2013)。本情報は構造変換に重要な揺らぎを同定するための基礎となる情報であり、さらにプリオン病治療薬の最適化の方向性を決める重要な情報となる。
プリオン構造変換を抑制するRNAアプタマーを発見し、この作用機構と細胞実験での有効性を証明した(Mashima et al., Nucleic Acids Res. 41, 1355, 2013)。
蛋白質-低分子化合物の結合を理論的に扱うための方法論の開発と実験データとの整合性の確認を行った(Ishikawa et al., Phys Chem Chem Phys. 15, 3646, 2013)。
これまでの高圧NMRを中心とした蛋白質の揺らぎに関しての研究を俯瞰して、蛋白質キャビティーと準安定状態の関係、その一般性、機能発現との関連、準安定状態を含んだ広範囲な構造情報取得の必要性についてまとめた(Akasaka et al., Arch. Biochem. Biophys, 531, 110, 2013; 赤坂一之, 高圧力の科学と技術, 23, 3-13, 2013; 鎌足雄司, ファルマシア, 48, 980, 2012)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね予定通り結果を出すことができ論文化することが出来たため、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. PrP 構造変換に重要な揺らぎの同定: 1.1 抗プリオン化合物のPrPCの安定性に対する寄与の同定: 抗プリオン化合物化合物の存在下、非存在下で正常型プリオン蛋白質の安定性の変化を調べる。1.2 抗プリオン化合物のPrPCの揺らぎに対する寄与の同定: 抗プリオン化合物の存在下、非存在下での揺らぎの変化を観測する。1.3 PrP構造変換に重要な揺らぎの同定: これまでに収集した低分子化合物とPrPCとの結合能、相互作用部位、安定性、揺らぎの情報、及び抗プリオン活性との相関を調べる。そして、揺らぎと機能との間に相関があるか、あるとすれば、どういう部位のどういう時間スケールの揺らぎが、機能（構造変換）と関係が深いかを調べる。
2. アルツハイマー病原因蛋白質であるamyloid beta protein (Ab)とPrPC の構造と相互作用の解明と制御: 2.1 AbとPrPCとの相互作用様式の解明: SPR法を用いてPrPCとAbオリゴマーとの解離・会合速度を、NMR法を用いて結合サイトを明らかにする。さらに、Abのアミロイド線維伸長速度に対してPrPCがどう影響するかを明らかにする。2.2 AbとPrPCの相互作用を制御する化合物の同定する。
3. 準安定状態と機能発現の関係の解明: 異なる種のPrPとリゾチームを用いて準安定状態が保存されていることを確認し、準安定状態の存在と蛋白質機能発現の関係を実証していく。
4 低分子化合物添加による揺らぎの制御技術の確立: これまでに収集したPrPに関しての情報に加えて、その蛋白質の系についても並行して検討を行う。そして、これらの情報と他の研究者の研究結果を合わせ検討し、低分子化合物添加による揺らぎの制御技術の確立を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度の研究費は下記の様な目的に使用予定である。
① 研究推進のための実験用の物品費: 1) 高純度の蛋白質が多量に必要なため蛋白質調製用の試薬・一部は受託合成、2) NMR 測定のための安定同位体標識用試薬、3) NMR やCD の測定のための分光測定用セル、4) 相互作用解析のためのSPR 測定用消耗品など。
② 学会発表、研究者間の議論等のための旅費: 学会に参加し、研究成果を発表し、さらに多くの研究者との議論・情報交換をするための旅費。
③ 人件費・謝金・その他: 英文校閲料、分析機器使用料、論文投稿料など。
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[Journal Article] Molecular analysis of the binding mode of Toll/interleukin-1 receptor (TIR) domain proteins during TLR2 signaling2012
Author(s)
M. Nada, H. Ohnishi, H. Tochio, Z. Kato, T. Kimura, K. Kubota, T. Yamamoto, Y. O. Kamatari, N. Tsutsumi, M. Shirakawa, N. Kondo
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Journal Title
Molecular Immunology
Volume: 52
Pages: 108-116
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] 高圧蛋白質NMR2012
Author(s)
赤坂一之
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Journal Title
NMR (Bulletin of the Nuclear Magnetic Resonance Society of Japan)
Volume: 3
Pages: 38-45
Peer Reviewed
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[Journal Article] Direct evidence of generation and accumulation of β-sheet-rich prion protein in scrapie-infected neuroblastoma cells with human IgG1 antibody specific for β-form prion protein2012
Author(s)
Kubota T, Hamazoe Y, Hashiguchi S, Ishibashi D, Akasaka K, Nishida N, Katamine S, Sakaguchi S, Kuroki R, Nakashima T, Sugimura K
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Journal Title
J Biol Chem
Volume: 287
Pages: 14023-14039
DOI
Peer Reviewed
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